高層建筑火災(zāi)煙氣控制的數(shù)值研究及軟件開發(fā).pdf

1、高層建筑發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙的危害遠(yuǎn)大于火的危害，防止煙氣侵入疏散通道不僅是保證火災(zāi)時(shí)人員安全撤離的必要措施，同時(shí)也為消防人員迅速撲滅火災(zāi)提供安全環(huán)境。本文在系統(tǒng)、全面地分析建筑防排煙研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，建立了用于高層建筑防排煙分析的場(chǎng)區(qū)網(wǎng)復(fù)合模型，并進(jìn)行了模型的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。論文系統(tǒng)地分析了高層建筑起火時(shí)起火房間典型現(xiàn)象、起火層煙氣流動(dòng)特點(diǎn)及排煙系統(tǒng)作用效果、樓梯間及前室煙控系統(tǒng)作用，進(jìn)行了高層建筑防排煙系統(tǒng)加壓送風(fēng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定及結(jié)果分析，并且在場(chǎng)區(qū)

2、網(wǎng)復(fù)合模型基礎(chǔ)上進(jìn)一步開發(fā)高層建筑防排煙系統(tǒng)多媒體煙氣控制軟件。
　　目前已建立的成熟建筑火災(zāi)煙氣運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型有三種，分別為網(wǎng)絡(luò)模型、區(qū)域模型及場(chǎng)模型。對(duì)于高層建筑火災(zāi)中的煙氣運(yùn)動(dòng)及其控制研究，這三種模型各有局限性，只有把它們結(jié)合起來，充分發(fā)揮其各自的優(yōu)點(diǎn)，才能找到一種較合適的研究建筑防排煙系統(tǒng)作用的方法。筆者根據(jù)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的發(fā)展水平，提出了適合高層建筑防排煙分析用的場(chǎng)區(qū)網(wǎng)復(fù)合模型。在對(duì)建筑火災(zāi)分析中，起火房間采用場(chǎng)模型FDS計(jì)算

3、；起火層所在樓層的其它房間（不包括前室、樓梯間）應(yīng)用區(qū)域模型；各樓層的前室、樓梯間以及遠(yuǎn)離著火層的房間用網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算。區(qū)域模型和網(wǎng)絡(luò)模型采用FORTRAN語言編制程序。作者還提出了模型連接及數(shù)據(jù)傳遞方法。該復(fù)合模型可以全面研究著火室火災(zāi)過程、煙氣擴(kuò)散和防排煙系統(tǒng)特性等。
　　在對(duì)室內(nèi)火災(zāi)過程的研究中，利用FDS模擬火災(zāi)過程，生成演示動(dòng)畫，對(duì)火災(zāi)中的一些特有現(xiàn)象進(jìn)行了描述和分析，揭示出室內(nèi)火災(zāi)現(xiàn)象的本質(zhì)，對(duì)它們產(chǎn)生的原因進(jìn)行了剖析，

4、指出這些現(xiàn)象在滅火實(shí)踐中應(yīng)該引起高度重視。
　　利用場(chǎng)模型FDS的計(jì)算結(jié)果，設(shè)定區(qū)域模型中的關(guān)鍵輸入?yún)?shù)，以復(fù)合模型中的場(chǎng)區(qū)模型研究了著火層房間幾種開門工況下走廊內(nèi)的煙氣運(yùn)動(dòng)特性，并分析了機(jī)械排煙方式對(duì)煙氣的控制作用。
　　采用場(chǎng)區(qū)網(wǎng)復(fù)合模型對(duì)典型工況下煙控系統(tǒng)作用及人員安全性等問題進(jìn)行分析。主要分析了加壓風(fēng)量計(jì)算、加壓風(fēng)口設(shè)置、不同季節(jié)加壓效果、起火層位置影響、合用前室加壓?jiǎn)栴}、門洞風(fēng)速、加壓與排煙系統(tǒng)共同作用等。并應(yīng)用概

5、率論對(duì)火災(zāi)時(shí)同時(shí)開啟門數(shù)量問題進(jìn)行了分析。
　　對(duì)一座32層高層建筑防煙樓梯間加壓送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，內(nèi)容包括不同工況下開門、關(guān)門對(duì)正壓值的影響，門洞風(fēng)速，加壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，加壓部位超壓，合用前室加壓等問題。
　　采用Borland C++Builder作為開發(fā)平臺(tái)，在開發(fā)的場(chǎng)區(qū)網(wǎng)復(fù)合模型計(jì)算程序基礎(chǔ)上，結(jié)合Smokeview和三維圖形庫OpenGL，開發(fā)了高層建筑煙氣控制多媒體軟件，該軟件可以模擬高層建筑房